10 maneiras de melhorar o alcance em bicicletas elétricas

Algum tempo atrás, escrevemos sobre a autonomia em bicicletas elétricas de baterias de íon-lítio, embora basicamente a maioria das baterias desse tipo rege pelos mesmos princípios. Nesse post, fizemos um resumo dos principais motivos pelos quais uma bateria de íons de lítio descarrega a energia que acumulou e, portanto, podemos determinar a distância. Desta vez vamos tratar do assunto de um ponto de vista mais preciso, e vamos nos aprofundar no mecanismo que possibilita o gasto energético de nossas baterias de íon-lítio. Também vamos desmistificar mitos sobre o funcionamento dessas baterias, já que, muitas vezes, não estamos cientes das mudanças tecnológicas que ocorrem ao nosso redor, promovendo ideias que antes eram reais, mas agora não são.

Existem muitos tipos de baterias de lítio com diferentes combinações químicas e, portanto, diferem em suas capacidades e deficiências. As células eletroquímicas que usamos em nossas baterias são compostas por um cátodo NMC (cobalto, níquel, óxido de manganês) e um ânodo de grafite que são a causa da reação REDOX (oxidação-redução) que ocorre graças às propriedades do óxido de lítio . O funcionamento é relativamente simples, e dizemos relativamente porque se analisarmos as propriedades físicas e químicas dos materiais que possibilitam seu funcionamento, o assunto torna-se extremamente denso e complexo.

Resumindo, essa bateria funciona armazenando energia e liberando-a por meio do processo de eletrólise, e a propriedade mais notável do lítio é simplesmente que o processo de eletrólise pode ser repetido até centenas ou milhares de ciclos. A vida útil das células é determinada por vários fatores, como tempo de uso e desuso, temperatura ou número de ciclos de carga e descarga. O que é inevitável é a degradação química do lítio, que faz com que suas propriedades diminuam a cada uso. Isso se deve a vários fatores que discutiremos a seguir.

São 9h45 e o telefone toca no escritório da Legend E-Bikes. Um cliente proprietário de um Legend Etna quer falar com Ramon, nosso gerente SAT. O cliente pede uma explicação sobre a ligeira diminuição da autonomia da sua bateria Panasonic-Sanyo 10.4Ah porque, após uma utilização intensiva, notou que a capacidade de carregamento já não é a mesma do primeiro dia.

Muitos usuários se perguntam como melhorar a autonomia das bicicletas elétricas. Isso é algo que vemos regularmente, e não apenas em bicicletas elétricas, mas também em carros elétricos, smartphones, laptops e praticamente qualquer dispositivo que exija o uso de bateria de lítio para seu funcionamento.

O fato é que muitos não estão cientes de que o cenário de armazenamento elétrico não é tão de ponta quanto parece e, embora seja verdade que muito progresso foi feito desde aquelas velhas e pesadas baterias de chumbo, a tecnologia atual tem vários inconvenientes que devemos levar em conta se quisermos prolongar a vida útil de nossas baterias.

1. Segunda lei de Newton

Embora a segunda lei de Newton explique a relação entre potência, massa e movimento, não é nossa intenção que o leitor resolva equações para determinar se sua bateria estará à altura da tarefa, por isso vamos resumi-la de uma forma bem mais prática.

Pode parecer óbvio, mas algumas pessoas não percebem o quão importante é esse detalhe, ou seja, quanto mais você pesa, mais energia gasta para se mover. Quando ouvimos números como a distância que podemos percorrer com uma carga, devemos ter em mente que esses cálculos são baseados em um padrão, que é um ciclista de 70 kg. Portanto, quanto mais ultrapassarmos esse valor, menos autonomia obteremos da mesma bateria. Da mesma forma, quanto menos massa corporal tivermos, mais quilômetros por carga poderemos percorrer.

2. Perfil de viagem

Esta seção é regida pelos mesmos princípios da anterior e é de igual ou maior importância, já que o peso da pessoa é de importância secundária.

Um passeio em ladeira raramente é linear, seja na cidade ou no campo, é comum pedalar em ladeiras e terrenos variáveis ​​ou curvas de todos os tipos. Obviamente, se a nossa rota for ascendente, a quantidade de energia que precisaremos será maior. Novamente, os valores que podemos apreciar nas especificações de qualquer bateria são baseados em padrões e estes são baseados em uma inclinação de inclinação neutra, ou seja, no plano.

3. Interrupções de viagem

O maior consumo de energia ocorre nas partidas. Para vencer a resistência representada pelo peso somado da moto mais o piloto desde a paralisação até a velocidade de 25 km/h, é gasta muita energia, muito mais do que aquela gasta para nos manter constantes nessa velocidade por um longo tempo. Tempo. Isso porque, uma vez atingida uma velocidade constante, a energia é utilizada apenas para vencer a resistência mecânica oferecida pelas partes móveis da bicicleta e a resistência do vento. Para efeitos práticos, se pretender aumentar a autonomia da sua bicicleta, procure manter sempre a inércia e não se apresse quando se aproxima de um sinal vermelho que o obrigue a parar. Em vez disso, antecipe e desacelere gradualmente conforme você se aproxima e, esperançosamente, quando chegar lá, ele ficará verde.

4. Condições meteorológicas

Mais uma vez, forças externas interferem significativamente no desempenho de nossas baterias. Aumentos de desempenho de 22% foram documentados em baterias devido ao vento contrário, e quedas igualmente significativas foram observadas ao pedalar contra o vento.

A temperatura também é um fator determinante, ao contrário dos circuitos e chips eletrônicos, as baterias não funcionam melhor com baixas temperaturas, pois estamos falando de reações químicas. Uma temperatura de 0º é suficiente para reduzir o desempenho da bateria em 20% e isso não significa que ela perca a carga ou que haja falha nas células, simplesmente o frio não permite que os elétrons se movam tão livremente quanto em temperaturas altas. No entanto, isso não significa que quanto mais quente estiver, melhor funcionará nossa bateria, há uma faixa de operação ideal de 35º/45º. Se ultrapassarmos esse intervalo, começaremos a notar como a bateria perde sua carga devido à instabilidade dos íons de lítio.

5. Pneus

É crucial manter a pressão adequada dos pneus; o contato constante gera atrito que deve ser reduzido ao máximo. Pneus com pouco ar farão com que uma superfície maior do pneu entre em contato com o solo, causando atrito que oferecerá resistência. Da mesma forma, o tipo de pneu pode fazer com que percamos alguma eficiência. Um pneu liso será muito mais eficiente no asfalto, e um com ressaltos grandes nos dará mais deslocamento em terrenos íngremes.

6. Uso do acelerador

Apesar de na UE não ser legal usar acelerador numa bicicleta elétrica, há utilizadores que optam por instalar um destes acessórios, seja por cansaço ou simplesmente por comodidade. De qualquer forma, o acelerador é capaz de reduzir a autonomia de uma bateria em até 50%. A explicação é óbvia: se omitirmos a assistência humana, teremos um maior consumo de energia pelo motor.

7. Componentes ajustados incorretamente

Quer você use freios a disco ou V-brakes, um mau ajuste pode fazer com que as pastilhas ou sapatas rocem no disco ou no aro e produzam resistência. Isso pode parecer óbvio, pois é fácil perceber que a moto está freando, mas antes que essa frenagem indesejada se torne perceptível, há um desajuste gradual de antemão que você provavelmente não notará. Em uma bicicleta normal será difícil pedalar e provavelmente você logo notará o atrito, mas em uma bicicleta elétrica não notará tão facilmente, pois o motor continuará funcionando da mesma forma, mas consumindo mais energia. Da mesma forma, um eixo descentralizado, raios soltos ou uma suspensão muito solta podem oferecer uma resistência mínima que pode nos fazer perder alguma autonomia.

8. Idade da bateria

Há um fator muito importante ao medir a longevidade de uma bateria. Talvez o fator mais determinante em como isso afeta a autonomia das bicicletas elétricas. A vida útil de uma bateria não começa no momento em que as células são fabricadas, nem mesmo no momento em que a montadora constrói a bateria. O dia 1 da bateria de lítio começa em sua primeira carga. Isso se deve ao SEI (Solid Electrolyte Interphase), uma reação química que na primeira carga causa uma camada de óxido de lítio ao redor do ânodo de grafite.

Essa reação marca o início da vida útil da bateria, mas leva a uma discreta redução da capacidade de carga desde o primeiro ciclo, o que é bastante comum em todas as baterias de íon-lítio. Mesmo assim, a degradação natural do lítio está ocorrendo ciclo a ciclo, então você não deve se preocupar em comprar uma bateria nova fabricada há um ano, pois os fabricantes entregam células com 60% do primeiro ciclo de carga na maioria dos casos.

10. Curso do pedal

O curso incorreto do pedal também é uma causa de alcance reduzido em bicicletas elétricas. Especialmente em bicicletas elétricas com motor central, é muito importante ter uma pedalada adequada e explicamos o porquê:

Assim como os motores a combustão, os motores elétricos possuem uma faixa de rotação na qual são mais eficientes. O pico máximo de eficiência energética (cerca de 80%) ocorre em rotações razoavelmente altas. Isso significa que abaixo dessas velocidades o motor tende a ser muito menos eficiente e é muito relevante nos motores centrais (já que estes usam a corrente e, portanto, o desviador, como transmissão), então tente ter isso em mente ao usar o desviador da sua bicicleta.

Como mencionamos no início, existem alguns mitos sobre as baterias que na época eram corretas, mas que hoje não só estão erradas, como também podem danificar nossas baterias. Uma das mais difundidas é a recomendação de fazer uma carga completa no primeiro ciclo para esgotá-la completamente antes de fazer a segunda carga. Felizmente, o BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) dentro da bateria já se encarrega de limitar a carga ou descarga total para aumentar a vida útil das células, evitando sobrecargas. O BMS também é responsável por controlar a taxa de carga e descarga, o que é crucial nas baterias de lítio, pois nunca estarão 100% descarregadas.

Embora as baterias de lítio não tenham efeito de memória, muitos fabricantes recomendam calibrar nossa bateria uma vez a cada 3 meses. Aqui eles explicam como fazer.

Conhecendo essas causas, podemos ter uma ideia da eficiência que obteremos ao nos deslocarmos com nossa bicicleta elétrica e da bateria que precisaremos dependendo do uso que dermos a ela. O usuário médio será coberto com baterias de 8,8Ah para um uso mais intensivo provavelmente precisará chegar a 11Ah e no caso de frotas de transporte é muito comum ter um backup de baterias de reposição em carga constante. Mas não podemos omitir que, para determinados utilizadores, quer porque necessitem de percorrer distâncias muito longas em declives muito acentuados, quer porque o seu peso seja excessivo, a bicicleta elétrica pode não ser a solução de mobilidade ideal.

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